一种反式肉桂酸封端的聚芳酯、制备方法及应用

本技术涉及一种反式肉桂酸封端的聚芳酯、制备方法及应用，属于高分子材料领域。

背景技术：

1、随着电子科学、互联网等现代科学技术的迅速发展，光学镜头的应用范围已由最初的胶片相机、显微镜、望远镜、简单医疗器械等产品，不断向数码相机、笔记本电脑、移动电话、安防监控摄像机、车载可视系统、智能家居和航拍无人机等与人类生活密切相关的众多光学成像领域渗透，应用领域正变得日益广泛。

2、由于树脂镜头所拥有的低制造难度、高量产能力、低成本以及轻量化的特点而深受青睐，也是现阶段镜头设计领域的热点。高折射率光学树脂的作用主要有以下两点：1、镜头的折射率提升，便于像差校正，可以有效提高透镜的性能。2、高折射率可以降低光学系统高度、实现低镜头总长(ttl)有效实现镜头的小型化与轻量化。

3、作为光学树脂，cn 201580023583.2公开了聚碳酸酯树脂组合物，热塑性材料具有较低的收缩率，可以有效实现注塑成型，但是其强度较低，热固性材料具有较好的稳定性，但是收缩率较大，通过本专利制备一种反式肉桂酸封端高折射率光学聚芳酯，该材料可以通过热引发/光引发进一步交联形成热固性材料，兼具热塑性材料的低收缩率与热固性高性能薄膜具有良好的光学、力学性能。折射率1.62-1.66，透光率≥88％，拉伸强度大于120mpa。

技术实现思路

1、本技术了一种反式肉桂酸封端高折射率光学聚芳酯的制备方法及应用，通过含反式肉桂酸封端的方式，在制备热塑聚合物的同时，通过端基交联反应，进一步制备低收缩率、高折射率光学聚酯。

2、根据本技术的第一个方面，提供一种反式肉桂酸封端的聚芳酯，所述聚芳酯具有式i结构：

3、

4、式ⅰ中，

5、所述r选自酚酞、双酚芴醚、甲基双酚芴、百里香酚酞、双酚芴、异吲哚啉酮、酚酞啉中的至少一种；

6、所述n为1～1000。

7、根据本技术的第二方面，提供了一种反式肉桂酸封端的聚芳酯的制备方法，

8、至少包括以下步骤：

9、步骤i：将二酚单体、催化剂分散于有机溶剂形成混合物i；

10、步骤ii：将酰氯单体溶于有机溶剂中形成混合物ii；

11、步骤iii：将步骤ii得到的混合物ii滴入步骤i的混合物中，反应i，得端基羟基聚合物；

12、步骤iv：在步骤iii得到的聚合物中，加入反向肉桂酸酰氯，反应ii，得反式肉桂酸封端的聚芳酯。

13、可选地，所述二酚单体选自酚酞、双酚芴醚、甲基双酚芴、百里香酚酞、双酚芴、异吲哚啉酮、酚酞啉中的至少一种；

14、所述催化剂选自三乙胺、氮甲基咪唑、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的至少一种；

15、所述酰氯单体选自对苯二甲酰氯、邻苯二甲酰氯、联苯二酰氯中的至少一种；

16、所述有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、n，n-二甲基甲酰胺、甲苯、二苯醚、二甲基乙酰胺、二甲苯中的至少一种。

17、可选地，步骤iii中，

18、所述反应i条件如下：

19、所述反应i的温度为10～220℃；

20、所述反应i的时间为4～xxh；

21、其中，反应i的温度为200～220℃时，所述反应i在氮气气氛下进行。

22、可选地，所述混合液i中二酚单体的摩尔浓度为0.075～0.15mol/l；

23、所述混合液i中催化剂的体积浓度为0.008～4.15g/l；

24、所述混合液ii中酰氯单体的摩尔浓度为0.075～0.14mol/l；

25、所述酰氯单体与二酚单体的摩尔比为1.02:1～0.97：1；

26、可选地，步骤iv中，

27、所述反式肉桂酸与酰氯单体的摩尔比为1：1000～1：100；

28、可选地，所述反应ii的条件如下：

29、所述反应ii的时间为0.5～48h；

30、所述反应ii的温度为10～220℃；

31、其中，反应ii温度为200～220℃时，所述反应i在氮气气氛下进行，所述混合物中还需加入吸收剂。

32、可选地，剂选自氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钾、碳酸钠中的至少一种；

33、所述吸收剂的浓度为0.1～2mol/l；

34、可选地，所述吸收剂、酰氯单体1：1～1：1000。

35、根据本技术的第三方面，提供了一种反式肉桂酸封端的聚芳酯薄膜的制备方法，至少包括以下步骤：

36、步骤i：将反式肉桂酸封端的聚芳酯溶于含有酰氯单体、二酚单体、催化剂的有机溶剂中，加入自由基引发剂，得到溶液a；

37、步骤ii：将步骤i得到的溶液a涂于基板上，反应，得反式肉桂酸封端的聚芳酯薄膜；

38、可选地，步骤i中，所述有机溶剂的固含量为3～20％；

39、所述自由基引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰中的至少一种。

40、可选地，所述自由基引发剂、酰氯单体与二酚单体的摩尔比为0.001：0.99～1.02：0.99～1.02。。

41、可选地，步骤ii中，所述基板选自玻璃、石英、氧化铟锡、硅片中的至少一种；

42、可选地，所述反应的条件如下：

43、所述反应的温度为230～240℃；

44、所述反应的时间为0.5～48h。

45、可选地，所述反式肉桂酸封端的聚芳酯薄膜在589nm处折射率为1.62～1.66；

46、可见光透过率88～89％；

47、拉伸强度为125～134mpa。

48、本技术所述反式肉桂酸封端高折射率光学聚芳酯的具体结构如下：

49、

50、其中r的结构可以是酚酞、双酚芴醚(bpef)、甲基双酚芴、百里香酚酞、双酚芴、异吲哚啉酮、酚酞啉含cardo环芳香双酚。

51、制备过程如下：

52、1其中聚合方法可以采用低温溶液、高温溶液、界面聚合的方法，双酚过量，聚合反应后期加入反式肉桂酸酰氯进行封端。

53、2聚合物结构中双酚单体，可以是r取代中的一种或几种。

54、3聚合过程中选择的催化剂可以是三乙胺、氮甲基咪唑、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾的一种或几种。

55、4聚合产物为端基羟基的聚合物，通过继续与酰氯肉桂酸反应制备端基为肉桂酸的聚合物。

56、5加入自由基引发剂，通过自由基聚合形成交联结构，其中催化交联反应的催化剂可以为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰。采用溶液流延方式制备高性能高折射率光学薄膜。

57、6制备方法中酰氯单体和二酚单体的摩尔比为1.02:1，肉桂酸与酰氯单体的摩尔比为1：100。

58、7制备方法的反应条件，如温度、压强、固含量等。

59、本技术能产生的有益效果包括：

60、本技术的反式肉桂酸封端高折射率光学聚芳酯薄膜的制备方法，通过含反式肉桂酸封端的方式，在制备热塑聚合物的同时，通过端基交联反应，进一步制备低收缩率、高折射率光学聚酯，该材料在589nm处折射率(nd)可达1.62-1.66，并具有高的可见光透过率≥88％，拉伸强度大于120mpa。